我眼中的計(jì)算機(jī)-計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)背后的故事

----計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)我眼中的計(jì)算機(jī)背后的故事背景音樂(lè)：windows7開(kāi)機(jī)音樂(lè)—月光水岸經(jīng)典的win7桌面我們每天使用計(jì)算機(jī)必須要做的第一件事就是啟動(dòng)了。開(kāi)啟win7到桌面，只要輕輕按下開(kāi)機(jī)按鈕，再簡(jiǎn)單不過(guò)了。我卻對(duì)這背后所發(fā)生的一切很感興趣，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的學(xué)習(xí)，接下來(lái)我將嘗試從計(jì)算機(jī)的角度來(lái)解讀開(kāi)機(jī)啟動(dòng)這件事情。計(jì)算機(jī)主板聯(lián)想筆記本開(kāi)機(jī)按鈕臺(tái)式機(jī)開(kāi)機(jī)按鈕

這小小按鈕的背后到底發(fā)生了什么呢？讓我們?nèi)タ纯窗?。我們?duì)開(kāi)機(jī)按鈕一定不陌生吧按下開(kāi)機(jī)流程圖開(kāi)機(jī)按鈕CPU運(yùn)行BIOS運(yùn)行引導(dǎo)啟動(dòng)讓我們開(kāi)機(jī)吧！GO!發(fā)出警報(bào)并死機(jī)CPU復(fù)位電源開(kāi)關(guān)按下主板芯片組CPU電壓是否穩(wěn)定系統(tǒng)BIOS啟動(dòng)是是否加電自檢關(guān)鍵設(shè)備是否正常否顯卡檢測(cè)顯卡是否正常屏幕顯示其它設(shè)備是否正常引導(dǎo)啟動(dòng)黑屏提示錯(cuò)誤否否是是開(kāi)機(jī)流程圖操作系統(tǒng)啟動(dòng)當(dāng)電腦接上電后，就會(huì)有一個(gè)靜態(tài)的5V電壓被送到南橋，南橋里的開(kāi)機(jī)電路就會(huì)開(kāi)始工作，送出一個(gè)開(kāi)機(jī)電壓到開(kāi)機(jī)鍵帽的一個(gè)針腳，而針帽的另一個(gè)腳是接地的。當(dāng)按下開(kāi)機(jī)按鈕的瞬間，兩個(gè)針腳接通，從而使南橋送出的開(kāi)機(jī)電壓被拉低，這個(gè)信號(hào)使得電源開(kāi)始工作，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)的大幕由此拉開(kāi)。開(kāi)機(jī)按鈕電源開(kāi)始工作后，就為主板上需要電的地方供電，其中也包括CPU。但是此時(shí)的電壓并不穩(wěn)定，所以，在主板認(rèn)為電壓沒(méi)有到達(dá)CMOS〔ComplementaryMetalOxideSemiconductor〕里記錄的CPU要求的電壓時(shí)會(huì)一直向CPU發(fā)出RESET信號(hào)。不過(guò)僅僅一瞬間電壓就穩(wěn)定了，到達(dá)了要求，RESET信號(hào)不再發(fā)出，CPU馬上就開(kāi)始了工作。CPU的運(yùn)行CPU執(zhí)行的第一條指令是從0xFFFFFFF0讀取的一條跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到BIOS程序的啟動(dòng)代碼處，此后BIOS就接管了控制權(quán)。BIOS〔BasicInputOutputSystem〕全稱根本輸入輸出系統(tǒng)。它是一個(gè)固化在主板上芯片的程序。BIOS的主要功能是自檢及初始化。BIOS同時(shí)也擁有修改CMOS里系統(tǒng)配置的功能。BIOS的運(yùn)行BIOS啟動(dòng)后的第一件事就是加電自檢POST〔PowerOnSelfRest〕。它主要檢測(cè)關(guān)鍵設(shè)備，如電源、CPU、內(nèi)存等是否存在以及供電情況是否良好。如果自檢出現(xiàn)了問(wèn)題，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，可以根據(jù)警報(bào)聲的長(zhǎng)短和次數(shù)來(lái)判斷發(fā)生了什么問(wèn)題。而如果發(fā)生了致命性的錯(cuò)誤，那么會(huì)導(dǎo)致停機(jī)。加電自檢前面說(shuō)了許多，計(jì)算機(jī)也做了許多事，但其實(shí)直到現(xiàn)在，屏幕還是一片黑的。自檢通過(guò)后，系統(tǒng)BIOS會(huì)尋找顯卡BIOS，找到后再調(diào)用顯卡BIOS的初始化代碼，此時(shí)顯示器才開(kāi)始顯示。之后系統(tǒng)BIOS重新執(zhí)行自身代碼，才出現(xiàn)如圖的開(kāi)機(jī)Logo。開(kāi)機(jī)Logo出現(xiàn)一臺(tái)計(jì)算機(jī)僅僅有關(guān)鍵硬件還是不夠的，因此BIOS還需要檢測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)硬件，如硬盤、光驅(qū)以及即插即用設(shè)備等。檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)硬件BIOS完成了上述任務(wù)，就將執(zhí)行最后一項(xiàng)任務(wù)：按照用戶指定的啟動(dòng)順序〔可通過(guò)BIOS進(jìn)行設(shè)置〕進(jìn)行啟動(dòng)。BIOS在按順序找到第一個(gè)主引導(dǎo)記錄〔MBR：MasterBootRecord〕后，就把控制權(quán)交給了MBR，它的任務(wù)也就完成了。引導(dǎo)啟動(dòng)MBR中有兩個(gè)重要信息：“目標(biāo)分區(qū)”和“系統(tǒng)類型”。目標(biāo)分區(qū)又可以叫做活動(dòng)分區(qū)，它的PBR〔分區(qū)引導(dǎo)記錄〕有一個(gè)重要信息：引導(dǎo)文件名稱，對(duì)于win7，這就是指“bootmgr”。MBR找到啟動(dòng)windows啟動(dòng)管理器的bootmgr.exe程序后，就會(huì)把控制權(quán)交給它。MBRBootmgr.exe接管控制權(quán)后，就在根目錄下尋找并加載啟動(dòng)環(huán)境文件和啟動(dòng)配置文件，接下來(lái)再按啟動(dòng)配置文件中的指令繼續(xù)下一步引導(dǎo)。對(duì)于win7，啟動(dòng)配置文件就是活動(dòng)分區(qū)根目錄下的boot\BCD。bootmgrBCD〔BootConfigurationDatastore〕包含了所有計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的配置信息，據(jù)此會(huì)生成啟動(dòng)菜單。如果電腦裝了不止一個(gè)系統(tǒng)，那么這個(gè)菜單就將是我們看待的第二張畫面了。選擇了操作系統(tǒng)，就從BCD所指定的位置加載操作系統(tǒng)內(nèi)核并啟動(dòng)，控制權(quán)自此交給了操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)再啟動(dòng)用戶登錄程